23 años de personalización de baterías
Mar 04, 2023 Pageview：253
Introducción
Según un orador en un simposio sobre baterías, "La inteligencia artificial domestica la batería, que es un animal salvaje". Es difícil ver cambios en una batería a medida que se usa; ya sea que esté completamente cargada o vacía, nueva o desgastada y necesita ser reemplazada, siempre parece la misma. Por el contrario, un neumático de automóvil se deformará cuando tenga poco aire y señalará el final de su vida útil cuando las bandas de rodadura estén desgastadas.
Tres problemas resumen los inconvenientes de una batería: [1] el usuario no está seguro de cuánto tiempo le queda al paquete; [2] el host no está seguro de si la batería puede cumplir con el requisito de energía; y [3] el cargador debe personalizarse para cada tamaño y composición química de la batería. La batería "inteligente" promete abordar algunas de estas deficiencias, pero las soluciones son complejas.
Los usuarios de baterías suelen pensar en un paquete de baterías como un sistema de almacenamiento de energía que dispensa combustible líquido como un tanque de combustible. Una batería puede verse como tal por razones de simplicidad, pero cuantificar la energía almacenada en un dispositivo electroquímico es mucho más difícil.
Como la placa de circuito impreso que controla el rendimiento de la batería de litio está presente, el litio se considera una batería inteligente. Sin embargo, una batería de plomo-ácido sellada estándar no tiene ningún control de placa para optimizar su rendimiento.
¿Qué es la batería inteligente?
Cualquier batería con un sistema de administración de batería incorporado se considera inteligente. Se utiliza con frecuencia en dispositivos inteligentes, incluso como computadoras y dispositivos electrónicos portátiles. Una batería inteligente contiene un circuito electrónico y sensores que pueden monitorear características como la salud del usuario, así como los niveles de voltaje y corriente, y transmitir esas lecturas al dispositivo.
Las baterías inteligentes tienen la capacidad de reconocer sus propios parámetros de estado de carga y estado de salud, a los que el dispositivo puede acceder a través de conexiones de datos especializadas. Una batería inteligente, a diferencia de una batería no inteligente, puede comunicar toda la información pertinente al dispositivo y al usuario, lo que permite tomar decisiones informadas apropiadas. Una batería no inteligente, por otro lado, no tiene forma de informar al dispositivo o al usuario sobre su estado, lo que puede resultar en una operación impredecible. Por ejemplo, la batería puede alertar al usuario cuando necesita cargarse o cuando está llegando al final de su vida útil o está dañada de alguna manera para que pueda comprar un reemplazo. También puede alertar al usuario cuando necesita ser reemplazado. Al hacer esto, se puede evitar gran parte de la imprevisibilidad provocada por los dispositivos más antiguos, que pueden funcionar mal en momentos vitales.
Especificación de batería inteligente
Para mejorar el rendimiento, la seguridad y la eficiencia del producto, la batería, el cargador inteligente y el dispositivo host se comunican entre sí. Por ejemplo, la batería inteligente debe cargarse justo cuando sea necesario en lugar de instalarse en el sistema host para un uso de energía constante y consistente. Las baterías inteligentes monitorean constantemente su capacidad cuando se cargan, descargan o almacenan. Para detectar cambios en la temperatura de la batería, la tasa de carga, la tasa de descarga, etc., el indicador de la batería utiliza factores específicos. Las baterías inteligentes suelen tener características adaptables y de autoequilibrio. El rendimiento de la batería se verá afectado por el almacenamiento de carga completa. Para proteger la batería, la batería inteligente puede drenarse al voltaje de almacenamiento según sea necesario y activar la función de almacenamiento inteligente según sea necesario.
Con la introducción de las baterías inteligentes, los usuarios, el equipo y la batería pueden comunicarse entre sí. Los fabricantes y las organizaciones reguladoras difieren en lo "inteligente" que puede ser una batería. Es posible que la batería inteligente más básica solo incluya un chip que indique al cargador de batería que utilice el algoritmo de carga adecuado. Pero el foro Smart Battery System (SBS) no la consideraría una batería inteligente por su demanda de indicaciones de última generación, imprescindibles para equipos médicos, militares e informáticos donde no puede haber margen de error.
La inteligencia del sistema debe estar contenida dentro del paquete de baterías debido a que la seguridad es una de las principales preocupaciones. El chip que controla la carga de la batería está implementado por la batería SBS e interactúa con ella en un circuito cerrado. La batería química envía señales analógicas al cargador que le indican que deje de cargar cuando la batería esté llena. Se agrega la detección de temperatura. Muchos fabricantes de baterías inteligentes ofrecen hoy en día una tecnología de indicador de combustible conocida como System Management Bus (SMBus), que integra tecnologías de chip de circuito integrado (IC) en sistemas de un solo cable o de dos cables.
Dallas Semiconductor Inc. presentó 1-Wire, un sistema de medición que utiliza un solo cable para comunicaciones de baja velocidad. Los datos y un reloj se combinan y se envían por la misma línea. En el extremo receptor, el código Manchester, también conocido como código de fase, divide los datos. 1-Wire almacena y rastrea el código y los datos de la batería, como su voltaje, corriente, temperatura y detalles de SoC. En la mayoría de las baterías, se ejecuta un cable de detección de temperatura separado por motivos de seguridad. El sistema incluye un cargador y su propio protocolo. En el sistema de un solo cable de Benchmarq, una evaluación del estado de salud (SoH) requiere "casar" el dispositivo host con su batería asignada.
1-Wire es atractivo para los sistemas de almacenamiento de energía de costo limitado, como las baterías de lectores de códigos de barras, las baterías de radio bidireccional y las baterías militares debido a su bajo costo de hardware.
Sistema de batería inteligente
Cualquier batería presente en una disposición de dispositivo portátil convencional es simplemente una celda de energía química "tonta". Las lecturas "tomadas" por el dispositivo anfitrión sirven como la única base para la medición de la batería, la estimación de la capacidad y otras decisiones de uso de energía. Estas lecturas generalmente se basan en la cantidad de voltaje que viaja desde la batería a través del dispositivo host o, (con menos precisión), en las lecturas tomadas por un contador de Coulomb en el host. Dependen principalmente de las conjeturas.
Pero, con un sistema inteligente de administración de energía, la batería puede "informar" con precisión al host cuánta energía le queda y cómo desea que se cargue.
Para lograr la máxima seguridad, eficacia y rendimiento del producto, la batería, el cargador inteligente y el dispositivo host se comunican entre sí. Las baterías inteligentes, por ejemplo, no generan un "consumo" continuo y constante en el sistema host; en cambio, simplemente solicitan el cargo cuando lo necesitan. Las baterías inteligentes tienen así un proceso de carga más efectivo. Al avisar a su dispositivo anfitrión cuándo debe apagarse en función de su propia evaluación de la capacidad restante, las baterías inteligentes también pueden maximizar el ciclo de "tiempo de ejecución por descarga". Este enfoque supera a los dispositivos "tontos" que emplean un corte de voltaje establecido por un amplio margen.
Como resultado, los sistemas portátiles host que emplean tecnología de batería inteligente pueden brindar a los consumidores información precisa y útil sobre el tiempo de ejecución. En dispositivos con funciones de misión crítica, cuando una pérdida de energía no es una opción, esto es sin duda de suma importancia.
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